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百日咳菌の咳誘発因子の機能解析と咳発作発症メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 20H03485
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分49050:細菌学関連
研究機関大阪大学

研究代表者

堀口 安彦  大阪大学, 微生物病研究所, 教授 (00183939)

研究分担者 西田 隆司  大阪大学, 微生物病研究所, 助教 (20845200)
平松 征洋  大阪大学, 微生物病研究所, 助教 (90739210)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2022年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2021年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2020年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
キーワード百日咳 / 百日咳毒素 / Vag8 / エンドトキシン / 咳発作 / ブラジキニン / TRPV1 / 咳嗽発作
研究開始時の研究の概要

百日咳は百日咳菌による呼吸器感染症である。本症の主症状で認められる発作性咳嗽(咳発作)は患者に多大な負荷をかけ、激しい場合は死に直結するが、その発症機構は全く不明であった。これまでに申請者らは、世界ではじめて百日咳菌投与による実験動物の発咳モデルを開発し、その解析を通じて咳誘導に関与する百日咳菌の病原因子を3種類同定することができた。本研究課題では、さらに咳発作の発症メカニズムにおけるこれら3種類の病原因子の役割を解明し、咳発作のメカニズムの全体像の理解を目指す。

研究成果の概要

百日咳菌感染によって生じる咳発作の作用機序を解析した。これまでに研究代表者らが同定した咳発作に関わる3種類の百日咳菌由来分子(百日咳毒素(PTx), Vag8, エンドトキシン(LOS))の役割を解析したところ、LOSが受容体のTLR4を介して炎症性メディエータのブラジキニン(Bdk)の生成を誘導すること、Vag8はBdk生成の負の制御因子C1エステラーゼインヒビターの作用を抑制してBdk生成を亢進させること、PTxはBdkが誘導する細胞内シグナルの負の制御を解除して下流の咳反射に関わる活動電位を発生させるイオンチャネルTRPV1 の刺激感受性を亢進させ、激しい咳発作を起こすことがわかった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の成果により百日咳の咳発作のメカニズムが明らかとなった。その成果により、ブラジキニンやTRPV1の作用を阻害することなどによって、百日咳症の患者に多大な負担をかける咳発作に対する原因療法の開発に道が拓かれる可能性が示された。また、研究実施者らが開発したマウスの咳モデルは、咳誘発因子を必要としない覚醒状態の動物の咳を観察できるため、未だ不明な点が多い動物の咳反射メカニズムの解析に大いに役立つと考えられた。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件、 オープンアクセス 8件) 学会発表 (21件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Immunization with autotransporter Vag8 prevents coughing induced by <i>Bordetella pertussis</i> infection in mice2023

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Koichiro、Hiramatsu Yukihiro、Nishida Takashi、Horiguchi Yasuhiko
    • 雑誌名

      Microbiology and Immunology

      巻: - 号: 6 ページ: 314-317

    • DOI

      10.1111/1348-0421.13066

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Interference of flagellar rotation up-regulates the expression of small RNA contributing to <i>Bordetella pertussis</i> infection2022

    • 著者名/発表者名
      Hiramatsu Yukihiro、Nishida Takashi、Nugraha Dendi Krisna、Osada-Oka Mayuko、Nakane Daisuke、Imada Katsumi、Horiguchi Yasuhiko
    • 雑誌名

      Science Advances

      巻: 8 号: 51

    • DOI

      10.1126/sciadv.ade8971

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The Mechanism of Pertussis Cough Revealed by the Mouse-Coughing Model2022

    • 著者名/発表者名
      Hiramatsu Yukihiro、Suzuki Koichiro、Nishida Takashi、Onoda Naoki、Satoh Takashi、Akira Shizuo、Ikawa Masahito、Ikeda Hiroko、Kamei Junzo、Derouiche Sandra、Tominaga Makoto、Horiguchi Yasuhiko
    • 雑誌名

      mBio

      巻: 13 号: 2

    • DOI

      10.1128/mbio.03197-21

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Melanin Produced by <i>Bordetella parapertussis</i> Confers a Survival Advantage to the Bacterium during Host Infection2021

    • 著者名/発表者名
      Hiramatsu Yukihiro、Nishida Takashi、Nugraha Dendi Krisna、Sugihara Fuminori、Horiguchi Yasuhiko
    • 雑誌名

      mSphere

      巻: 6 号: 5

    • DOI

      10.1128/msphere.00819-21

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The Bartonella autotransporter BafA activates the host VEGF pathway to drive angiogenesis2020

    • 著者名/発表者名
      Tsukamoto Kentaro、Shinzawa Naoaki、Kawai Akito、Suzuki Masahiro、Kidoya Hiroyasu、Takakura Nobuyuki、Yamaguchi Hisateru、Kameyama Toshiki、Inagaki Hidehito、Kurahashi Hiroki、Horiguchi Yasuhiko、Doi Yohei
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 11 号: 1 ページ: 3571-3571

    • DOI

      10.1038/s41467-020-17391-2

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Identification of the minimum region of Bordetella pertussis Vag8 required for interaction with C1 inhibitor2020

    • 著者名/発表者名
      Onoda Naoki、Hiramatsu Yukihiro、Teruya Shihono、Suzuki Koichiro、Horiguchi Yasuhiko
    • 雑誌名

      Microbiology and Immunology

      巻: 64 号: 8 ページ: 570-573

    • DOI

      10.1111/1348-0421.12799

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Expression of small RNAs of Bordetella pertussis colonizing murine tracheas2020

    • 著者名/発表者名
      Hiramatsu Yukihiro、Suzuki Koichiro、Motooka Daisuke、Nakamura Shota、Horiguchi Yasuhiko
    • 雑誌名

      Microbiology and Immunology

      巻: - 号: 6 ページ: 469-475

    • DOI

      10.1111/1348-0421.12791

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Bordetella Dermonecrotic Toxin Is a Neurotropic Virulence Factor That Uses CaV3.1 as the Cell Surface Receptor.2020

    • 著者名/発表者名
      Teruya S, Hiramatsu Y, Nakamura K, Fukui-Miyazaki A, Tsukamoto K, Shinoda N, Motooka D, Nakamura S, Ishigaki K, Shinzawa N, Nishida T, Sugihara F, Maeda Y, Horiguchi Y.
    • 雑誌名

      mBio

      巻: 11 号: 2 ページ: 03146-19

    • DOI

      10.1128/mbio.03146-19

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 細菌感染病理に関わる細菌毒素の作用機序についての研究2023

    • 著者名/発表者名
      堀口 安彦
    • 学会等名
      第96回日本細菌学会総会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ボルデテラ属細菌の感染初期の定着に必要な病原因子の同定2023

    • 著者名/発表者名
      Ali Shymaa、西田 隆司、後藤 慎平、堀口 安彦
    • 学会等名
      第96回日本細菌学会総会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 百日咳発症マウスモデルの開発ならびに新たなワクチン有効性評価系の構築2022

    • 著者名/発表者名
      鈴木 孝一朗、平松 征洋、西田 隆司、堀口 安彦
    • 学会等名
      第26回日本ワクチン学会学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Identification of virulence factors required for colonization of Bordetella during infection2022

    • 著者名/発表者名
      Shymaa A Saeed、Shimpei Gotoh、Takashi Nishida、Yasuhiko Horiguchi
    • 学会等名
      第75回日本細菌学会関西支部総会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Identification of virulence factors that are required for colonization of Bordetella during infection2022

    • 著者名/発表者名
      Shymaa Ali Saeed、Shimpei Gotoh、Takashi Nishida、Yasuhiko Horiguchi
    • 学会等名
      第16回細菌学若手コロッセウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] The mechanism of pertussis cough revealed by the mouse-coughing model2022

    • 著者名/発表者名
      Yukihiro Hiramatsu、Koichiro Suzuki、Takashi Nishida、Yasuhiko Horiguchi
    • 学会等名
      13th International Bordetella Symposium
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Bordetella bronchiseptica utilizes Acanthamoeba castellanii as a temporal niche2022

    • 著者名/発表者名
      Dendi Krisna Nugraha、山口 博之、堀口 安彦
    • 学会等名
      第95回日本細菌学会総会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Bordetella parapertussis produces melanin involvoed in the bacterial survival during host infection2022

    • 著者名/発表者名
      平松 征洋、西田 隆司、Dendi Krisna Nugraha、堀口 安彦
    • 学会等名
      第95回日本細菌学会総会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ボルデテラの毒素2022

    • 著者名/発表者名
      堀口 安彦
    • 学会等名
      第95回日本細菌学会総会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 感染動物実験から見えた百日咳における脳症と咳発作2021

    • 著者名/発表者名
      堀口 安彦
    • 学会等名
      第68回日本実験動物学会総会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] マウス咳発症モデルを用いた百日咳の咳発症メカニズムの解析2021

    • 著者名/発表者名
      平松 征洋、鈴木 孝一朗、西田 隆司、堀口 安彦
    • 学会等名
      第15回細菌学若手コロッセウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 百日咳の咳発作はリポオリゴサッカライド、Vag8、百日咳毒素の協調作用によって起こる2021

    • 著者名/発表者名
      平松 征洋、鈴木 孝一朗、西田 隆司、堀口 安彦
    • 学会等名
      第67回トキシンシンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Bordetella bronchiseptica utilizes Acanthamoeba castellanii as a temporal niche2021

    • 著者名/発表者名
      Dendi Krisna Nugraha、Hiroyuki Yamaguchi、Yasuhiko Horiguchi
    • 学会等名
      第19回あわじ感染と免疫国際フォーラム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Bordetella bronchiseptica utilizes Acanthamoeba castellanii as a temporal niche2021

    • 著者名/発表者名
      Dendi Krisna Nugraha、山口 博之、堀口 安彦
    • 学会等名
      第74回日本細菌学会関西支部総会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] パラ百日咳菌の産生する褐色色素メラニンの同定と機能解析2021

    • 著者名/発表者名
      平松 征洋、西田 隆司、Dendi Krisna Nugraha、堀口 安彦
    • 学会等名
      第74回日本細菌学会関西支部総会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] The mechanism of pertussis cough revealed by the mouse-coughing model2021

    • 著者名/発表者名
      平松 征洋、鈴木 孝一朗、西田 隆司、堀口 安彦
    • 学会等名
      第94回日本細菌学会総会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 宿主感染時に高発現する百日咳菌small RNAの機能解析2020

    • 著者名/発表者名
      平松 征洋、鈴木 孝一朗、堀口 安彦
    • 学会等名
      第73回日本細菌学会関西支部総会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] マウスモデルから見た百日咳における咳発作発症機構2020

    • 著者名/発表者名
      平松 征洋、鈴木 孝一朗、西田 隆司、堀口 安彦
    • 学会等名
      第73回日本細菌学会関西支部総会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 新規発光システムを用いた気管支敗血症菌感染のin vivoイメージング手法の構築2020

    • 著者名/発表者名
      玉木 優生、西田 隆司、平松 征洋、堀口 安彦
    • 学会等名
      第73回日本細菌学会関西支部総会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Bordetella bronchiseptica utilizes Acanthamoeba catellanii as a temporal niche2020

    • 著者名/発表者名
      Dendi Krisna Nugraha、山口 博之、堀口 安彦
    • 学会等名
      第73回日本細菌学会関西支部総会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Modification of Bordet-Gengou agar medium for cultivation of bordetellae2020

    • 著者名/発表者名
      平松征洋、岡真優子、堀口安彦
    • 学会等名
      第93回日本細菌学会総会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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